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指纹识别 2011级信号专业02组 小组成员：李锋，于海涛，张宝译 数字图像处理的简单概述 数字图像处理是交叉学科，是未来技术向智能化发展的最富有前景，也最富有挑战的领域。 其研究的领域博大精深，应用领域十分广泛，每个领域都富有挑战性！ 数字图像处理的典型应用 军事公安方面的应用 ：指纹识别，虹膜识别，人脸识别,车牌识别 通信工程方面的应用：图像压缩和传输 生物医学工程方面的应用 ：CT成像，核磁共振MRI，超声，X线成像 航天和航空技术方面的应用：飞机遥感和卫星遥感技术中的应用 等等等等....... 生物识别技术（Biometric Identification Technology）是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术。由于每个人的生物特征都有与其他人不同的唯一性和在一定时期内不变的稳定性，不易伪造和假冒，所以利用生物识别技术进行身份认定，安全，可靠，准确。 常见的生物识别技术主要有指纹、脸形、虹膜、视网膜、手写体、声音、掌纹、手形和脸部热谱图9种，指纹识别是生物识别技术的一种。 指纹识别 下面就有我们02组向老师和同学们简单介绍一下数字图像处理中的一个应用—— 指纹识别。 指纹的奥妙 一个指纹就是一个奇妙的世界,因为这个世界里隐藏着很多意想不到的信息。就像你们看到的,指纹由一连串的凹凸构成,而在那些突出的部分上,大自然又创造了很多的小起伏,每个起伏,每个中断或者分叉,都隐藏着无数的信息,而这些信息就成为了地球上每个人区别于其他人的标志。 指纹识别的原理 指纹识别技术是把一个人的指纹和预先保存的指纹进行比较，来验证他的真实身份。 每个人的指纹纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。 应用实例 门禁系统：在入口将个人的手指按在指纹采集器上，系统将已登录在指纹库中的指纹进行对比，如果两者相符，则显示比对成功，门就自动打开。如不匹配，则显示“不成功”或“没有这个指纹”，门就不开。 公安刑侦：将采集到的指纹信息与同指纹数据库中的指纹逐一对比，从中找出与现场指纹相匹配的指纹，从而确定案发制作人。 安全防护：把信用卡的主人的指纹存储在IC卡上，并在IC卡的读卡机上加装指纹识别系统，当读卡机阅读卡上的信息时，一并读入持卡者的指纹，通过比对就可以确认持卡者是否是卡的真正主人，从而进行下一步的交易。 指纹识别系统分类 自动指纹识别系统的工作模式可以分为2类： 验证模式（verification） 辨识模式（identification） 验证模式 验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个已经登记的指纹进行一对一的比对，来确认身份的过程。 辨识模式 辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比，从中找出与现场指纹相匹配的指纹。 指纹识别的流程 指纹识别技术一般步骤： 一.指纹图像采集 二.指纹图像预处理 三.特征提取 四. 特征值的比对与匹配 一.指纹图像的采集 现有指纹图像采集设备： 一、 光学技术需要一个光源从棱镜反射到按在取像采集头上的手指，光线照亮指纹从而采集到指纹。反射光的数量依赖于压在玻璃表面指纹的凹和凸的深度和皮肤与玻璃间的油脂 。 指纹影像由摄像头接收，输出的视频信号由图像采集卡数字化化后输入计算机。 二、超声波扫描：超声波源发出超声波听过传感器表面达到手指表面，然后被反射回去。皮肤凹陷的部分与传感器表面间有较多的空气及杂质，会吸收一部分超声波，这样皮肤突起部分反射回答超声波比凹陷部分的更强，从而依据超声波的强弱形成指纹纹理图像。 超声波的成像能力最好，得到的图像是实际指纹凹凸表面的真实反映。 三、硅晶体电容式传感器：电容传感器通过电子度量设计来捕捉指纹。电容设备能结合大约100,000导体金属阵列的传感器，其外面是绝缘的表面，当用户的手指放在上面时，皮肤组成了电容阵列的另一面。电容器的电容值由于电容两端的距离而变化。压感式表面的顶层是具有弹性的压感介质材料，他们依照指纹的外表地形（凹凸）转化为相应的电子信号。 市场上指纹图像获取设备 三种主要技术的比较 二.指纹图像预处理 指纹采集设备所获得的原始图像有很多的噪声，比如手指被弄脏，手指有刀疤、伤疤，手指干燥、湿润或撕破等都会影响图像的质量，而指纹有效特征提取依赖于指纹图像的质量，因此指纹图像的预处理是关系到指纹识别系统性能好坏的一个关键。而图像预处理的目的是消除噪声，增强脊线和谷线的对比度。 图像预处理步骤 图像分割 平滑处理 锐化处理 图像二值化 修饰处理 细化处理 图像分